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非开挖顶管施工技术在市政工程中的应用

杨旭 杨喆
  
安家(建筑与工程)
2022年11期
1 中国二十二冶集团有限公司 河北省 唐山市 2 中冶建工集团有限公司 上海市

摘要:非开挖顶管施工技术是当前市政地下管道铺设施工中常用的施工技术之一,该技术主要是在不破坏地表的前提下,确保市政管网顺利穿过城市内部建筑群,节约了市政管网铺设的成本,提高了市政管网工程施工的质量和效率。由于非开挖顶管施工技术在应用过程中,仍然存在着很多急需解决的问题,所以,施工企业必须充分重视非开挖顶管施工技术优化的重要性,才能发挥出市政管网工程施工中非开挖顶管施工技术的优势。本文主要是就飞开挖顶管施工技术在市政工程中的应用进行了分析与探讨。

关键词:非开挖顶管施工技术;市政;管网

引言

地下管网建设是市政工程建设的重要工作之一,地下管网系统建设工作的有序开展,不仅为现代城市的建设发展注入了充足的动力,而且为市政建设地上项目的建设与开展奠定了坚实的基础。然而随着我国城市化进程的全面开展,城市管网建设面临的施工环节复杂程度也随之越来越高。而非开挖顶管施工技术作为一种清洁环保、经济实用的城市地下管网建设施工技术,为现代城市市政管网建设工作的有序开展提供了强有力的技术支持。

1、顶管施工技术简介

所谓非开挖施工技术,也就是在不破坏地表情况的前提下,开展地下管道探测、维护、更新等相关工作,彻底解决城市地下管网建设和使用过程中存在的问题。顶管施工技术作为当前非开挖施工技术中最常见的施工技术之一,该技术在城市地下管网铺设中的推广和应用,加快了现代城市地下管网建设的速度,提高了地下管网建设的质量和效率。虽然非开挖顶管施工技术是一项有着悠久历史的城市地下管网建设技术,该技术的已经被美国、日本等西方国家广泛应用且取得了显著的成效。但是我国对该项技术的研究和应用仍然处在起步的阶段,合理运用非开挖顶管施工技术,优化和完善我国城市地下管网建设的流程,促进了社会效益的有效提升,而且产生了非常显著的经济效益。由于非开挖顶管施工技术在实际应用过程中,既不会破坏城市地表建筑物,更不会影响城市交通环境,保证了城市地下环境和图层的稳定性,提高了人口密集、交通拥堵等因素对地下管网建设产生的影响,提高了城市地下管网建设经济效益和社会效益。

2、非开挖顶管技术的优势

社会经济迅速发展以及工业化进程的加快,城市建设和工业生产过程中产生的大量生活与工业废水,对水资源造成了严重的污染,如果居民在日常生活中长期饮用受到污染的水源,不但会影响自身的身体健康,而且对现代城市的建设和发展产生了严重的影响。施工企业采用传统挖掘施工方法开展地下管网的建设工作,最周边居民的正常出行和生活造成了极大的影响。非开挖顶管施工技术在城市地下管网建设施工中的普及和应用,为地下管网的安全事故提供了强有力的技术支持。经过长期的实践应用发现,非开挖顶管施工技术在节约地下管网建设成本方面具有的优势主要集中在以下几方面:(1)非开挖顶管施工技术的应用保证了地下管网工程建设的顺利进行。施工企业在采用非开挖顶管施工技术铺设地下管网时,减少了大规模挖掘和拆迁工作量,施工企业只需按照要求做好施工前的准备工作,即可开始地下管网的施工,提高了城市地下管网建设施工的质量和效率,降低了地下管网建设对施工区域周边环境产生的破坏和影响。(2)顶管施工减轻了对建筑物产生的影响。由于市政管网施工区域内存在着很多的居民建筑,如果使用非开挖顶管施工技术的话,不仅有效降低了地下管网施工对周边居民正常生活的影响,同时达到了保护原有地下工程确保地下管网工程建设顺利进行的目的。(3)顶管施工技术的应用,提高了地下管网工程建设的施工质量。市政管网工程建设质量的优劣对城市居民的饮用水安全有着决定性的影响。因此,施工企业在市政地下管网建设施工时,必须充分发挥非开挖顶管施工技术的优势,保证管网铺设的质量,降低地下管网建设施工对地表造成的破坏,提高了地下管网工程建设的顺利施工。(4)顶管施工技术的应用,节约了城市地下管网建设的成本。非开挖顶管施工技术在城市地下管网建设中的推广和应用,简化了地下管网建设施工的流程,在有效降低地下管网施工成本的基础上,提高了地下管网工程建设质量和效率,为城市地下管网工程施工模式的创新改革指明了方向。

3、市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术应用

3.1顶进勘查及设备安装调试

地下管网建设施工开始前,施工企业必须深入非开挖施工路线进行全面勘察,并做好相应的标记工作,通过对现有城市地下管线中交叉部分、地下水位、地质情况、周边建筑物情况的全面勘察和分析。明确工作井与接收井的具体位置,然后将施工临时围挡设置在规定区域,为后续地下管网封闭施工的顺利施工做好充分的准备。首先,导轨安装。导轨安装是地下管网建设施工中管道推进的导向,施工企业必须在顶管施工开始前,按照要求在导轨上安装、设置托架,确保顶管施工的安全顺利进行。其次,千斤顶与顶铁的安装施工。根据地下管网建设施工的要求,施工企业应该根据顶管施工现场的实际情况,将液压前景定的油缸固定在管道中心线上,保证千斤顶作用方向、作用点与管壁作用力处在同一轴线上,避免因为顶管作业过程中产生偏心力,导致顶进过程中出现管道偏离方向的问题,影响地下管网顶进作业的质量。最后,后座墙设置。后座墙在非开挖顶管施工中主要发挥着向千斤顶提供反作用力的作用,保证千斤顶的强度与刚度达到地下管网建设的标准,提高地下管网建设的质量和效率。目前常见的城市地下管网非开挖顶管施工技术中使用的后座墙结构形式主要有整体式与装配式两种类型,施工企业必须根据城市地下管网建设的要求,选择最佳的后座墙,才能满足城市地下管网建设的要求。

3.2顶进过程中的进出洞施工措施

出洞部分顶进作业是城市地下管网建设中顶管施工的重要施工工序之一,为了避免顶管机顶进过程中,出现土体坍塌的安全事故,施工企业必须在顶管机出洞前,设置钢板桩,并在钢板桩进入土体内且到达工作井底部钢板下方为止。顶管设备出洞过程中,必须按照底线管网顶进施工的要求,拆除封闭门,防止土体直接涌入洞内,影响地下管网顶进质量。为了最大限度的降低钢板桩拆除对施工区域周边土体稳定性产生的影响,施工人员必须在钢板桩拆除玩抽后,立即开展顶管作业,缩短顶管作业的时间,提高管道顶进的质量。由于顶管出洞施工的初期阶段,顶管机承受的主动土压,不仅会导致顶管作业过程中管节出现后退的情况,而且增加了土体坍塌安全事故的发生率。对此,施工企业应该在顶管机再次向前推进的过程中,根据地下管网建设的要求,采取有效措施避免顶管顶进方向出现方向偏离的问题,保证地下管网施工的安全顺利进行。

3.3长距离顶进施工措施

(1)轴线顶进控制。施工企业在进行长距离顶管施工时,必须严格按照地下管线顶管施工技术的要求,合理控制顶进力,确保管道顶进的质量,针对顶管机运行过程中因为管道受力不均匀导致管道进入土体位置偏离中心线的情况。施工企业必须在顶管机运行过程中,及时的调整管节顶进的位置,确保管节顶进的准确性。(2)注浆减阻。注浆减阻是长距离顶管施工中常用的关键施工工艺,该施工工艺的应用对长距离顶管施工的质量有着决定性横向。为了有效降低顶管作业过程中管道与土壤之间产生的摩擦力,施工企业必须根据顶管作业的实际情况,采取相应的解决措施。①根据土体性质,调整泥浆配比,确保管道顶进过程中各个管节的稳定性,提高管道顶进质量。②按照顶管作业的要求,在管节一侧设置3个注浆孔,然后将注浆管安装于管节段的右侧,提高管道注浆的质量。③采用先进注浆施工工艺,优化管道注浆流程,保证泥浆可以完全填充管道顶进过程中土体间出现的缝隙。④将注浆孔设置在管节一侧,在管节拼装完成后,直接将注浆孔覆盖至前一个管节,以便于浆液在管道外壁与套环之间形成完整的泥浆保护套,防止注浆过程中管道周边土体发生变形问题,降低了管道摩擦的阻力。(3)中继间。中继间接力顶管策略是城市地下管网施工中常见的顶管施工策略,施工企业在设计中继间时,必须严格按照地下管网建设的要求,设计顶管作业方案,提高顶管作业的质量和效率。一般情况下,施工企业在顶管施工过程中,将第一中继间设置于相对靠前的位置,针对顶管机运行过程中出现的土质条件变化较大的问题,优化管道顶进作业的策略,避免因为管道顶进作业过程中土体环境产生波动,影响管道顶进稳定性。在顶管机推动力达到设计推力的60%后,施工企业应该及时装置第一个中继间,并在持续顶进作业过程中,第二个中继间的推力达到顶管设计要求的80%后停止,直至中继间顶管机推动了到达设计标准为止。

3.4深基坑支护技术措施

如果城市地下管网施工过程中基坑开挖深度超过7.5m且施工现场与周边建筑物距离较近时,地下管网铺设必然会对周边土体的稳定性产生影响,增加了施工安全隐患的发生概率。为了保证地下管网建设的顺利进行,施工企业应该采取钢板桩支护的施工方式予以有效处理。(1)确定钢板桩工作井尺寸。工作井主要用于临时放置顶管设备,施工企业在设置工作井时,必须充分考虑施工现场地形、管道标高、地面障碍物等各方面因素,设置符合要求的工作井,才能在有效降低地形管网建设成本的基础上,提高工程整体施工质量和效率。(2)导轨安装。基坑开挖完成且地基夯实作业结束后,施工人员应该及时在基坑地基表面浇筑厚度为20cm的C20混凝土,在混凝土凝固后安装导轨。导轨安装结束后,现场技术人员应该及时使用水平仪复核导轨高程,并在确定复核结果准确无误后,才能进行后续的施工工序。一般情况下,施工企业在顶管作业开始前,应该采用装配式导轨,在管节顶进作业开始前,将管节放置于导轨上,并在确定管节顶进位置准确无误的前提下,开展管节顶进作业,确保地下管网顶进作业的安全顺利进行。

3.5顶管出洞

如果顶管到达接收井墙体位置时,施工企业应该按照地下管网建设的要求,割除预留在洞口的钢筋,然后采取压浆处理的方式,对顶出工具头进行相应的处理,避免因为顶出工具头出洞时出现失控、爬高、扣头等现象影响管道顶进的质量。

3.6校正顶管

顶管施工结束后,施工企业必须及时的开展顶管校正的相关工作,针对顶管作业过程中出现的因为推动力过大或土质疏松引发的管道顶进方向与设计偏差较大的问题,施工技术人员应该通过对管道顶进位置的检查,才能将管道顶进位置和设计位置之间的偏差控制在5cm以内。

结束语

总而言之,施工企业在采用非开挖顶管施工技术开展地下管网建设工作时,必须严格按照地下管网建设要求,设计顶管施工方案,以确保地下管网建设的顺利进行。虽然非开挖顶管施工技术的应用提高了地下管网建设的速度,但是地下管网建设作为一项系统性工程,要求施工企业在地下管网建设施工过程中,必须明确非开挖顶管施工技术的要点,理清顶管施工的管理,充分考虑地下管网建设过程中可能出现的各种不利影响,并以此为基础制定科学合理的地下管网建设方案,调整和优化地形管网建设的参数,提高地下管网建设的质量,促进我国市政工程建设事业的可持续发展。

参考文献

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